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En bref : Lux n'a pas fait la lumière sur la matière noire

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Plusieurs expériences de chasse aux particules de matière noire avaient conduit à des résultats contradictoires. Il semble clair maintenant, avec les données du nouveau détecteur de Wimps de la collaboration Large Underground Xenon (Lux), qu'aucune de ces particules n'avait été mise en évidence. Le mystère de la matière noire reste entier même si l'on en sait un peu plus sur ce que ne sont pas ces hypothétiques particules à l'origine des galaxies, dans le cadre du modèle cosmologique standard.

Une vue du réservoir contenant du xénon liquide ultrapur de l'expérience Large Underground Xenon (Lux). Elle permet de partir à la chasse aux particules de matière noire qui traversent peut-être la Terre, les Wimps. © Sanford Underground Research Facility, 2013

Il n'est toujours pas possible d'expliquer les observations de Planck concernant le rayonnement fossile sans faire intervenir le modèle de la matière noire froide. On sait pourtant que celui-ci pose problème au niveau des galaxies, qui sont mieux comprises dans le cadre de Mond. Les scientifiques aimeraient bien avancer sur ces questions en détectant directement ou indirectement cette matière noire. Malheureusement, les espoirs basés sur le LHC ou AMS sont pour le moment décevants.

Le 30 octobre 2013, on attendait donc beaucoup de l'annonce retransmise sur la Toile des premiers résultats de la collaboration Large Underground Xenon (Lux). L'expérience consistait à tenter de mettre en évidence une classe particulière, mais souvent étudiée, de particules de matière noire, les Weakly Interacting Massive Particles ou Wimps. L'expérience Lux est enterrée à plus de 1.000 m de profondeur dans la mine d'or de Homestake, sous les fameuses Black Hills. Elle fait partie du Sanford Underground Research Facility (Sanford Lab) anciennement nommé Dusel. Bien protégée du bruit de fond des rayons cosmiques, Lux contient 370 kg de xénon liquide refroidi et sa sensibilité est 20 fois supérieure aux autres expériences du même type comme Xenon 100, en ce qui concerne la chasse aux Wimps de faibles masses (en dessous de 10 GeV).

Hélas, comme on peut le constater à travers l'article déposé sur arxiv, Lux n'a pas confirmé les résultats suggérés par les mesures de précédentes expériences comme CDMS, Cogent ou Dama, qui sont maintenant exclus avec certitude. Il y avait en effet un débat concernant la réalité de la détection de particules Wimps légères par certaines de ces expériences. Lux en est encore à ses débuts avec seulement trois mois de prise de données. Mais comme le détecteur fonctionne remarquablement bien, on peut espérer de nouveaux résultats à l'avenir, car plusieurs modèles de Wimps restent encore en lice.

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